[发明专利]运动物体的导航定位系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种导航领域的定位装置，尤其是涉及一种运动物体的导航定位系统。

背景技术

现在基于卫星(如GPS)的三维车载导航系统得到了迅速发展，但仍存在一定的局限性，此系统有时会提供错误数据。现有的卫星接收机可以提供运动物体定位的垂直位置，但当遇到复杂情况时，例如立交桥、地下通道、高速公路出口处或入口处这些在垂直方向重叠的路况时，判断就会变得困难。如果高架车道和下面的道路路线一致或基本一致时，导航系统将很难区分两条道路，并准确判断出车辆究竟在哪一条道路上行使。

图2为现有技术中包含高度计的导航定位装置组成示意图。导航定位装置包括磁罗盘21，高度计23和控制器22。高度计23通过测量压力得到海拔高度，理论上，高度计23是可以区分出高架道路和下面道路的不同海拔高度，但实际上，由于车辆必须水平航行一段距离才能接收到足够的海拔高度信号，从而确定究竟行使在哪一条道路上，所以对于只有较短水平距离的情况，该导航系统无法正确测定车辆的真实位置。

图3为现有技术中包含加速度传感器的导航定位装置组成示意图。导航定位装置包括磁罗盘31，二轴加速度传感器33和控制器32。加速度传感器33可以当作倾斜计来测量车辆的俯仰角，进一步地，利用磁罗盘31测量俯仰角的变化。俯仰角指物体纵轴和当地水平面形成的一个角度，在航天应用领域，正俯仰角通常指机头向上，负俯仰角指机头向下。该方法需要额外的加速度传感器和/或陀螺仪，从而增加了成本，使整个装置制造变得复杂，而且也增加了设备的尺寸和功耗。利用加速度传感器的另一个缺点就是很难将车辆的速度变化信息(加速或减速)和倾斜角信息区分。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可准确测量运动物体航向角及俯仰角变化信息、且制造成本低的导航定位装置，从而可以更准确地判断处于垂直方向重叠的路况的运动物体的位置。

为解决上述技术问题，本发明提供一种运动物体的导航定位系统，包括用于输出运动物体在x轴、y轴和z轴上的相应输出信号的磁感应装置，和对磁感应装置的输出信号进行处理得出运动物体航向角、俯仰角以及俯仰角的变化的控制器，其特征在于：

所述控制器包括：将模拟信号转为数字信号的模数转换器(ADC)，对输入的信号进行处理得出运动物体航向角、俯仰角以及俯仰角的变化的数据处理单元；所述磁感应装置包括两个二轴磁传感器，分别为第一磁传感器和第二磁传感器，且第一磁传感器和第二磁传感器放置在同一平面内，它们的纵轴和横轴都分别相差45°，第一磁传感器和第二磁传感器的数据都提供给控制器。

本发明可达到的有益效果：

本发明利用磁感应装置和控制器，可准确测量出运动物体航向角及俯仰角变化信息，快速准确地探测出运动物体是否在斜坡上，从而可以更准确地判断处于垂直方向重叠的路况的运动物体的位置，且结构简单、制造成本低。

附图说明

图1为运动物体接近斜坡时的示意图；

图2为现有技术中包含高度计的导航定位装置组成示意图；

图3为现有技术中包含加速度传感器的导航定位装置组成示意图；

图4为本发明运动物体的导航定位系统组成示意图；

图5为本发明第一实施例的运动物体的导航定位系统组成示意图；

图6为本发明第二实施例的运动物体的导航定位系统组成示意图；

图7为本发明的手持便携式运动物体的导航定位系统示意图；

图8为手持便携式运动物体的导航定位系统的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。图1为运动物体接近斜坡时的示意图；图4、图5为本发明运动物体的导航定位系统组成示意图。

在本发明的第一实施例中，所述磁感应装置包括两个二轴磁传感器，分别为第一磁传感器61和第二磁传感器63，且第一磁传感器61和第二磁传感器63放置在同一平面内，它们的纵轴和横轴都分别相差45°，从而提供足够的俯仰角变化和方向数据信息，提高了整个导航定位装置的可靠性。第一磁传感器61和第二磁传感器63的数据都提供给控制器42。

对第一磁传感器61和第二磁传感器63的校准非常有限，尤其是在接近地球磁场最大值和最小值时精确度不高。因此，通过放置第一磁传感器61和第二磁传感器63互成45°角，并对各自测得的数据进行相互比较，可以简化在地球磁场极值附近地区的计算，提高可靠性。